智力競賽搶答裝置實驗報告

　　智力競賽搶答裝置實驗報告

　　一、實驗目的

　　1、學習數(shù)字電路中D觸發(fā)器、分頻電路、多諧振蕩器、CP時鐘脈沖源等單元電路的綜合運用；

　　2、熟悉智力競賽搶答器的工作原理；

　　3、了解簡答數(shù)字系統(tǒng)設計、調試及故障排除方法。

　　二、實驗原理

　　下圖為四人用的智力競賽搶答裝置線路，用以判斷搶答優(yōu)先權。

　　智力競賽搶答器裝置原理圖

　　圖中F1為四D觸發(fā)器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端，引腳排列間附錄；F2為雙4輸入與非門74LS20；F3是由74ＬＳ００組成的多諧振蕩器；Ｆ４是由７４ＬＳ７４組成的四分頻電路；Ｆ３、Ｆ４組成搶答器中的ＣＰ時鐘脈沖源。搶答開始時，由主持人清除信號，按下復位開關Ｓ，７４ＬＳ１７５的輸出Ｑ１～Ｑ４全為０，所有發(fā)光二極管ＬＥＤ燈均熄滅，當主持人宣布“搶答開始”后，首先做出判斷的參賽者立即按下開關，對應的發(fā)光二極管點亮，同時，通過與非門Ｆ２送出信號鎖住其余３個搶答者的電路，不再收受其

　　他信號，直到主持人再次清除信號為止。

　　三、實驗設備與器件

　�。�1）+5V直流電源

　�。�2）邏輯電平開關

　　（3）邏輯電平顯示器

　�。�4）雙蹤示波器

　�。�5）數(shù)字頻率計

　�。�6）直流數(shù)字電壓表

　�。�7）74LS175，74LS20，74LS74，74LS00

　　四、實驗內容

　�。�1）測試各觸發(fā)器及各邏輯門的邏輯功能。測試方法參照數(shù)字電子技術基礎實驗的'有關內容，判斷器件的好壞。

　　（2）按圖10-1接線，搶答器五個開關接實驗裝置上的邏輯開關，發(fā)光二極管接 電平顯示器。

　　（3）斷開搶答器電路中CP脈沖源電路，單獨對多諧振蕩器F3及分頻器F4進行調試，調整多諧振蕩器10kΩ電位器，使其輸出脈沖頻率約4kHz，觀察F3和F4輸出波形及測試其頻率。

　�。�4）測試搶答器電路功能。接通+5V電源，CP端接實驗裝置上連續(xù)脈沖源，取重復頻率約1kHz。

　　1）搶答開始前，開關K1，K2，K3，K4均置“0”，準備搶答，將開關S置“0”，發(fā)光二極管全熄滅，再將S置“1”。搶答開始，K1，K2，K3，K4某一開關置“1”，觀察發(fā)光二極管的亮、滅情況，然后再將其他三個開關中任一個置“1”，觀察發(fā)光二極管的亮、滅有否改變。

　　2）重復1）的內容，改變K1，K2，K3，K4 任一個開關狀態(tài)，觀察搶答器的工作情況。

　　3）整體測試。試開實驗裝置上的連續(xù)脈沖源，接入F3和F4，再進行實驗。

　　五、設計報告

　　（1） 若在圖10-1 電路中加一個計時功能，要求計時電路顯示時間精確到秒，最多限制為2min，一旦超過限時，則取消搶答權，電路如何改進？

　�。�2） 分析智力競賽搶答裝置各部分功能及工作原理。

　　（3） 總結數(shù)字系統(tǒng)的設計、調試方法。

　　（4） 分析設計中出現(xiàn)的故障及解決辦法。

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